Химические свойства. Кальций легко окисляется на воздухе, поэтому его, подобно калию и натрию, хранят под слоем керосина.
Кальций легко окисляется на воздухе, поэтому его, подобно калию и натрию, хранят под слоем керосина.
При окислении кальция на воздухе образуется оксид кальция, или, как его называют, жженая (негашеная) известь СаО:
2Са+O2=2СаО
Предварительно нагретый кальций горит в кислороде, но не так ярко, как магний. Кальций энергично реагирует с горячей водой, вытесняя из нее водород и образуя гидроксид кальция, или гашеную известь Са(ОН)2:
Са+2Н2O=Са(ОН)2+H2
При обычных условиях кальций реагирует с галогенами, а с серой, азотом и углеродом при нагревании:
Са+Сl2=СаСl2 Са+S=CaS 3Са+N2=Ca3N2 Са+2С=СаС2
Кальций, подобно магнию, проявляет ярко выраженные восстановительные свойства.
Оксид кальция СаО, как и жженая магнезия, имеет очень высокую температуру плавления — около 3000°С.
В промышленности оксид кальция получают при обжиге известняка, мела или других карбонатных пород:
СаСО3=СаО+CO2
Если облить СаО водой, то идет весьма бурная реакция, сопровождающаяся шипением, сильным разогреванием и увеличением объема. В результате этого процесса образуется гашеная известь — Са(ОН)2:
СаО+Н2О=Са(ОН)2
Смесь гашеной извести, песка и воды называется строительным или известковым раствором. Его применяют в качестве штукатурки, а также для скрепления кирпичей при кладке стен, хотя в последнем случае обычно используют цементный раствор.
Затвердевание известкового раствора происходит в результате одновременного протекания двух процессов:
1) выпадения из пересыщенного раствора кристаллов гидроксида кальция, которые прочно связывают между собой частицы песка;
2) образования карбоната кальция в результате реакции:
Са(ОН)2+CO2(из воздуха)=СаСO3+Н2O
Гашеная известь — твердое вещество белого цвета, растворима в воде, однако растворимость ее невелика. Раствор гашеной извести в воде называется известковой водой. Он обладает щелочными свойствами. При пропускании через известковую воду СO2 раствор мутнеет, а при дальнейшем пропускании муть исчезает:
Са(ОН)2+СО2=СаСО3¯+Н2O
Са2++2OH-+СO2=СаСO3¯+Н2О
СаСO3+Н2O+СO2=Са(НСO3)2
СаСО3+Н2O+СO2=Са2++2HCO-3
Известковая вода применяется как реактив на оксид углерода (IV), а также для устранения временной жесткости воды, вызываемой гидрокарбонатом кальция Са(НСО3)2.
Летучие соединения кальция окрашивают пламя горелки в кирпично-красный цвет.
Жесткость воды
Как известно, в природе чистая вода практически не встречается — в ее составе всегда содержатся ионы различных солей. Воду, в составе которой содержится много ионов Са2+, Mg2+, Sr2+, Fe+, называют жесткой, причем жесткость воды обуславливается главным образом ионами Са2+ и Mg2+. В жесткой воде плохо мылится мыло, плохо развариваются овощи, а при использовании такой воды в паровых котлах образуется накипь, которая может привести к взрыву котла. Жесткую воду перед употреблением необходимо смягчать. Различают карбонатную и некарбонатную жесткость воды.
Карбонатной называют жесткость воды за счет содержащихся в ней гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении эти соли разрушаются с образованием трудно растворимых карбонатов, и ионы Са2+ и Mg2+ удаляются из раствора:
Са(НСО3)2=СаСО3¯+Н2O+CO2
Mg(HCO3)2=Mg(OH)2¯+2CO2
Поэтому карбонатную жесткость часто называют временной жесткостью воды.
Некарбонатная жесткость определяется присутствием в воде сульфатов и хлоридов магния и кальция, которые не переводятся в осадок простым кипячением, и поэтому ее называют постоянной жесткостью воды. Для ее устранения кальций и магний осаждают содой:
CaSO4+Na2CO3=CaCO3¯+Na2SO4
В последние годы для устранения жесткости воды широко используют ионнообменники.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 3680;